CC BY
30
УДК: 577.16:636.2
Скш О.С., асистент, Буцяк В.1., д.с.-г. наук, професор ©
Лъв\всъкий нацюналънийутеерситет ветеринарногмедицини та бютехнологт
Iмет С.З. Гжицъкого
ВМ1СТ Б1ЛКА ТА АМ1НОКИСЛОТНИЙ СКЛАД БЮМАСИ ЕКЕМА ЕОЕТГОА, КУЛЬТИВОВАНИХ НА СУБСТРАТАХ 13 П1ДВИЩЕНИМ ВМ1СТОМ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В НА ТЛ1Д11ЦЕОЛ1ТУ
Дослгджено вплыв цеолтового борошна на вм1ст загалъного быка та амтокислотний склад бюмаси Eisenia foetida кулътивованих на субстратах з тдеищеним вмгстом важких метал1в.
Ключое1 слова: Eisenia ^е^а, вм1ст бтка, амтокислотний склад, субстрат, вермжулътура, цеолт, важюметали.
Серед величезно! кшькосп нерозв'язаних проблем людства найбшьш складною та актуальною е лжвщащя дефщиту бшка. У деякш м1р1 дефщит бшка покриваеться за рахунок використання високобшкових сшьськогосподарських культур; жмих1в та шрот1в олшних; рибного та м'ясо-ккткового борошна. Однак, проблема виробництва кормового бшка залишаеться невиршеною, його дефщит складае 28-35%. Ресурси бшка тваринного походження обмежеш. Розраховано, що при максимально можливих об'емах виробництва рибного I м'ясо-юсткового борошна, сухого знежиреного молока та цшьного молока потреби тваринництва можуть бути забезпечеш лише на 28-30 % [1].
Р1зке пщвищення цш на м'ясо-ккткове та рибне борошно, що е основним джерелом бшка тваринного походження, сприяло пошуку та використанню в комбжормовш промисловост1 бшьш дешевих вид1в сировини, в тому числ1 нетрадицшш та поб1чш продукти виробництва [2].
Останшми роками у р1зних крашах св1ту спостер1гаеться пщвищення штересу до технологш переробки оргашчних в1дход1в за допомогою спещал1зованих дощових черв'яюв у зв'язку ¿з можливктю використання И як джерела повноцшного бшка для задоволення потреб тваринництва [3]. У процес1 вермшультивування пбрид червоних кал1форншських черв'яюв нарощуе свою бюмасу, у якш знаходиться 17-23% сухо! речовини, понад 60% з яко! складае сирий протеш. Слщ зазначити, що х1м1чний склад оргашзму ол1гохет значною м1рою залежить вщ характеру живильного середовища [4].
Метою дослвджень було дослщити вплив цеол1тового борошна на вмкт загального бшка та амтокислотний склад бюмаси ол1гохет, яких культивували на субстрат! з пщвищеним вмктом важких метал1в.
Матер1али 1 методи дослщжень. Для культивування Е18еша йейёа використовували субстрат, який готували з опалого листя дерев, з р1зних еколопчних зон (I - контроль - умовно еколопчно чиста зона Брюховицького
© Скш О.С., Буцяк В.1., 2013
283
лкництва, дв1 rnmi дослщш: II - листя з дерев Стрийського парку м. Львова; III - листя з дерев вул. К. Левицького, м. Львова). Науково-господарсью дослщи щодо впливу природного сорбенту - цеол1ту на picT бюмаси кал1форншського черв'яка на субстрат! з пщвищеним вмктом важких метал1в проводили методом створення дослщних груп - аналопв. Ложа формували за кшькктю черв'яюв, 1хньою масою, площею i масою субстрату. Дослщний перюд червень-серпень мкящ. Цеол1т вносять шляхом р1вном1рного перемшування його i3 субстратом, у концентраций яка вщповщае дослщним трупам.
Зразки проб опалого листя вщбирали згщно з ГОСТом 13.586.3 - 83. Екстракцш рухомих форм кадмш, свинцю, цинку та мщ1 здшснювали 1 М розчином штратно! кислоти (HNO3) [5]. Для цього усереднеш зразки опалого, добре подр1бненого та розтертого у фарфоровш чашщ листя масою 10 г помщали в кошчну колбу мютюстю 250 см3, сюди ж додавали 100 см3 1 М HNO3 (1:10). Вмкт колби збовтували на ротатор! (1 год), настоювали (1 добу) i фшьтрували через знезолений фшьтр, попередньо змочений 1М HNO3. Мшерал1зацш ввдбраних зразюв вважали завершиною, коли nanip мав бший кол1р, без обвуглених частинок згщно з ГОСТом 29929-86. В отриманих екстрактах визначали вмют важких метал1в за допомогою спектрох1м1чного методу [6], використовуюючи режим абсорбци в пов1тряно-ацетиленовому полум'1 на атомно-абсорбцшному спектрофотометр! AAS-30.
Вм1ст бшка в гомогенатах ол1гохет визначали за методом Lowry. 1з отриманих контрольних i дослщних лож кал1форншських черв'яюв готують гомогенат у гшотошчному розчиш NaCl. Дослщжували амшокислотний склад сухого борошна популяци вермкультури, адаптовано! до базового субстрату в умовах еколопчно-безпечно! зони та i3 забруднених територш з додаванням 6 % цеол1тового борошна проводили на амшокислотному анал1затор1 Н1200Е.
Бюлопчну пожившсть бшка сухого борошна вермжультури E. foetida визначали за амшокислотним складом пор1внюючи з еталонним амшокислотним складом незамшних амшокислот для людини (в мгна 1 г бшка: ¿золейцину - 40; лейцину - 70; л1зину - 55; метюншу - цистешу - 35; феншаланш-теризину - 6; триптофану - 10; треоншу - 40 та валшу - 50).
Результата дослщжень. Вм1ст бшка в оргашзм1 черв'яюв визначаеться значною юльюстю фактор1в. BiH залежить як вщ р1вня метабол1зму, так й вщ ф1зюлопчного стану оргашзму. Здебшьшого р1вень бшка в оргашзм1 ол1гохет е досить постшним показником, який вщображае гомеостатичш тенденци метабол1чних процеав, однак вш може коливатися пщ д1ею чинниюв зовшшнього середовища та може бути штерпретований для пояснения деяких процеЫв на екосистемному piBHi.
Використання для культивування базового субстрату i3 пщвищеним вм1стом рухомих форм Кадмш, Плюмбуму, Цинку та Купруму негативно впливае на поживну яюсть бюмаси вермжультури, а саме на загальний бшок. Так, за використання субстрату для вермжультивування з пщвищеною концентращею важких метал1в, вмют загального бшка знижуеться на 24,3 %
284
(третя контрольна група, вмкт важких метал1в у субстрат! > ГДК) та на 6,3 % (друга контрольна група, вмкт важких метал1в у субстрат! < ГДК) (табл. 1).
Таблиця 1
Вмкт загального бшка сухого борошна Eisenia foetida залежно вщ концентрацй' важких метал1в у базовому субстрат! (БС) та цеолгтового _борошна М +m, n=50 _
Групи-ложа Загальний б1лок г/кг сухо! маси
Контроль БС (компост опалого листя дерев Брюховицького люництва - умовно еколопчно чиста зона) 684,4 ± 72,6
I дослщна БС (компост опалого листя з дерев Стрийського парку м. Львова - забруднення < ГДК 641,4 ± 52,6
II досл1дна БС (компост опалого листя з дерев вул. К.Левицького, м.Львова, забруднення > ГДК 518,1 ± 41,6
Контроль БС + 6% цеолишого борошна 688,6 ± 71,4
I дослвдна БС + 6% цеолишого борошна 671,3 ± 42,4
II досл1дна БС + 6% цеолишого борошна 660,4 ± 43,6*
Примпка: * - статистично в1ропдна р1зниця щодо контролю; (р<0,05).
Внесения до базових субстрат1в цеол1тового борошна у доз1 6% сприяло пщвищенню загального бшка у Bcix контрольних зразках у межах вщ 1,7 до 27,4%, а це вказуе, що цеол1тове борошно як кормова добавка та ентеросорбент позитивно впливае на метабол1чш процеси, пщвищуе резистентшсть оргашзму, а також стимулюе прирют живо! маси ол1гохет.
Повноцшшсть бшка бюмаси Eisenia foetida визначали за амшокислотним складом. Встановлено, що вм!ст acnapariHOBOi кислоти, серину, глщину, пстидину, треоншу, пролшу, тирозину, триптофану, apriHiHy та метюншу в сухому борошн1 б1омаси ол1гохет е вищий, н1ж у м'ясо-кктковому борошн1.
За даними A.M. 1гонша (1995) к1льк1сть б1лка у 100 г сухо! речовини коров'ячого молока становить 26,1 г, свинини (м'яса) - 30,0 г, яловичини (м'яса) - 28,8 г; м'ясо птиц1 - 60,0 г; м'ясного борошна (фарш) - 60,0 г; рибного борошна - 61,0 г; сухих др1ждж1в 44,0 г, ay 6ioMaci черв'як1в - 69,1 г.
Дослщжений ам1нокислотний склад сухого борошна популяци верм1культури Eisenia foetida, адаптовано! до базового субстрату з вмктом б1лка (66,0 - 68,8%) наведено в табл.2-4. В 1 г бшка, який досл1джували з бюмаси Eisenia foetida, культивовано! на базовому субстрат!: 80% компосту опалого листя з дерев умовно еколог1чно-безпечно! зони (Брюховицьке л1сництво) та 20% гною велико! рогато! худоби м!ститься мг: ¿золейцину - 97,5; лейцину - 130,4; л1зину - 55,0; метюншу та цистешу - 266,8; феншаланшу та тирозину - 167,7; триптофану - 66,4; треоншу - 94,2 та валшу - 94,5.
Пор1вняно з еталонним ам1нокислотним складом для людини (стандартною шкалою скори, %), вмют незам1нних ам1нокислот у склад1 ол1гохет перевищував його у 2,4; 1,9; 7,6; 2,8; 6,6; 2,4; 1,9 та 1,8 рази.
285
Таблиця 2
Амшокислотний склад сухого борошна Е18еп1а foetida, адаптованоУ до базового субстрату з опалого листя умовно еколог1чно-чисто1 зони_
Амшокислоти В1д вм1сту бшка, % В1д вмюту в бюмаа ЕТ, г Бюмаса ЕТ. мг/1 г Стандартна шкала скори
1золейцин 4,56 6,66 97,5 40
Лейцин 6,10 8,92 130,4 70
Л1зин 6,28 9,18 134,2 55
Метюнш 1,86 2,72 39,8 35
Цистин 10,62 15,50 227,0
Феншалатн 4,10 5,99 87,6 6
Тирозин 3,84 5,61 82,1
Триптофан 2,11 4,54 66,4 10
Треанш 4,41 6,45 94,2 40
Валш 4,42 6,46 94,5 50
Глщин 3,12 4,65 67,9 -
Аланш 4,98 7,28 106,4 -
Глутамшова кислота 18,22 26,72 390,7 -
Серии 4,18 6,11 89,3 -
Пролш 3,71 5,42 79,3 -
Асиарапнова кислота 7,18 10,49 153,4 -
Арпнш 6,05 8,85 129,3 -
Пстидин 3,14 4,59 67,1 -
Отже, бюмаса Е18еша АоеШа збалансована як за незамшним, так й за замшним амшокислотним складом. Найменша кшьккть у дослщжуванш бюмаа л1зину та валшу (186,3 та 189,0% до еталонного вмкту амшокислот), а найбшьша кшьккть метюншу, цистину, феншаланшу та тирозину (762,5 та 2828,3% вщповщно). За бшьшютю показниками сухе борошно вермжультури вщповщае м'ясо-юстковому борошну I сорту. Вона е не тшьки джерелом енерги та проте!ну, але й в1тамш1в групи О таВ, у тому числ1 В12.
Використання цеол1тового борошна, як мшерально! кормово! добавки до базового субстрату, який готували з опалого листя ¿з дерев умовно чисто! зони сприяло пщвищенню вмкту незамшних амшокислот на 2,29%.
Цеол1тове борошно у доз1 6% використане у базовому субстрат!, який приготовлений з опалого листя ¿з вмштом важких метал1в (Кадмш, Плюмбуму, Цинку та Купруму), що перевищують ГДК проявляв не тшьки ентеросорбентш властивост1, а й як йоннообмшник регулюе метабол1зм амшокислот. Амшокислоти виконують пластичш функцп, пщтримують окисно-вщновний потенщал, вшьш амшокислоти е критер1ем оцшки штенсивност1 бшкового обмшу, а 1х вмкт та стввщношення вказують на забезпечешсть оргашзму повноцшним бшком.
Амшокислоти здатш адсорбувати та зв'язувати важю метали (особливо т1 амшокислоти, що м1стять -8И; -СИ3 групи), попереджуючи надходження токсичних елемент1в в органи й тканини оргашзму ол1гохет.
286
Таблиця 3
Амтокислотний склад сухого борошна Eisenia foetida, адаптованоУ до базового субстрату з компосту опалого листя умовно еколоНчно-чистоУ
зони та з 6% вм1стом цеолгтового борошна.
Амшокислоти Вщ вм1сту бшка, % Вщ BMiCTy в 6ioMaci E.f., г Бюмаса E.f., мг/1г Стандартна шкала, скори
1золейцин 5,18 7,52 109,4 40
Лейцин 6,14 8,92 129,7 70
Л1зин 7,18 10,43 151,6 55
Мет1он1н 2,16 3,14 45,6 35
Цистин 9,98 14,5 210,8
Феншалатн 4,12 5,98 87,0 6
Тирозин 3,18 4,62 67,2
Триптофан 4,16 6,05 87,8 10
Треан1н 4,62 6,72 97,6 40
Валш 5,16 7,50 109,0 50
Глщин 4,12 5,99 87,1 -
Аланш 6,18 8,98 130,5 -
Глутамшова кислота 12,12 17,62 256,1 -
Серин 4,16 6,05 87,8 -
Пролш 3,18 4,62 67,2 -
Аспараг1нова кислота 7,10 10,32 149,9 -
ApriHiH 7,12 10,35 150,4 -
Пстидин 4,14 6,45 93,8 -
Таблиця 4
Амтокислотний склад бшка сухого борошна Eisenia foetida, адаптованого до базового субстрату з опалого листя дерев, забруднених територш та 6%
цеолгтового борошна
Амшокислоти Вщ BMiCTy бшка, % Вщ BMiCTy в 6ioMaci E.f., г Бюмаса E.f.,Mr/1r Стандартна шкала, скори
1золейцин 5,02 7,60 115,2 40
Лейцин 6,18 9,36 141,8 70
Л1зин 7,21 10,92 165,5 55
Метюнш 2,05 3,10 47,1 35
Цистин 10,21 15,46 234,1
Феншалатн 3,98 6,03 91,3 6
Тирозин 3,01 4,56 69,1
Триптофан 4,06 6,15 93,2 10
Треанш 4,82 7,30 110,6 40
Валш 5,02 7,60 115,2 50
Глщин 5,40 8,18 123,9 -
Аланш 7,14 10,80 163,9 -
Глутамшова кислота 10,38 15,72 238,3 -
Серин 4,80 7,27 110,2 -
Пролш 3,12 4,72 71,6 -
Аспарапнова кислота 5,30 8,03 121,6 -
ApriHiH 6,12 9,27 144,5 -
Пстидин 6,18 9,36 141,8 -
Високий р1вень арковмюних амшокислот (метюншу та цистину) (третьо! дослщно! групи, що в cyMi на 24,8 мг перевищуе ввдповщш показники
287
nepmoï дослщно! групи сприятливо впливае на адаптацш черв'яюв до субстрату з пщвищеним bmîctom важких метал1в, що узгоджуеться з даними шших автор1в). Функцюнальш групп с!рковм!сних амшокислот легше окиснюються пор1вняно з шшими функцюнальними трупами молекули бшка вщ ушкоджуючо! окиснювально1 модифжаци. Пстидин та його похщш, концентращя якого 141,8 мг на 1 г бшка (зросли на 34,9%), завдяки наявност1 ¿мщазольного ядра е добрими комплексоутворювачами. Зв'язуючи йони важких метал1в, ¿мщазольш похщш захищають функцюнальш групи фермешгв, яю беруть участь у метабол1чних процесах.
Концентращя глжогенних амшокислот (аланш, глщин, серии, треонш), як1 в процеЫ трансамшування можуть перетворюватися на метаболии вуглеводного обмшу вщповщно зросла на 20,4, 29,8, 20,6 та 21,8% i складали 163,9; 123,9; 110,2 та 110,6 мг на 1 гбшка.
Слщ зазначити, що використання оргашзмом глшогенних амшокислот, а особливо аланшу, на енергетичш потреби, коли пщ впливом важких метал1в гальмуються окрем1 ланки анаеробного перетворення вуглевод1в, зростае. Ця амшокислота утворюеться в оргашзм1 в результат! процеЫв переамшування з тровиноградно! кислоти, а також за рахунок протеол1зу ендогенних бшюв, зумовленого токсичним впливом важких метал1в. Виходячи з вищенаведеного, можна припустити, що за умов техногенного навантаження важкими металами оргашзм ол1гохет активно використовуе глюкогенш амшокислоти для синтезу глюкози.
Висновок. Цеол1тове борошно у доз1 6% використане у базовому субстрат!, який приготовлений з опалого листя i3 bmîctom важких метал1в, що перевищують ГДК проявляв не тшьки ентеросорбентш властивосп, але й як йоннообмшник регулюе ïx метабол1зм, що призводить до збшьшення вмюту не замшимих амшокислот. Бюмаса верм1культури пбрида кал1форншського черв'яка за амшокислотним складом прир1внюеться до м'ясо-кюткового та рибного борошна. Встановлено, що bmîct acnapariHOBOÏ кислоти, серину, глщину, пстидину, треоншу, пролшу, тирозину, триптофану, аргЫну та метюншу в сухому борошш бюмаси ол1гохет е вищий, шж у м'ясо-кютковому борошш.
Л1тература
1. Игонин A.M. Как повысить плодородие почвы в десятки раз с помощью дождевых червей. - М.: Информ.-внедренч. центр "Маркетинг", 1995. - 88 с.
2. Свеженцов А.И., Цап C.B., Бегма H.A., Жайворонок В.В., Биологическая и экономическая оценка нетрадиционных источников кормового белка // Корми i кормовиробництво. - 2006. - Вип. 58. - С. 188-195.
3. Zajac M. Hodowla dzdzownic a ochrona srodowiska natulalnego // Biul. inform. - 1999. - № 1. - S. 5-9.
4. Бшькевич B.B., Дяченко Л.С. Перетравшсть корму, баланс азоту i мшеральних елемент1в та picT курчат-бройлер1в за згодовування р1зних доз препарату НуПро. // Сучасне птах1вництво. - 2010. - №7-8(92-93). - С. 23-26.
288
5. Методическое указание по определению тежелых металлов в почве, сельхозугодий и продукции растениеводства. М.:ЦИНАО. - 1992. - 61 с.
6. Price W.Y. Analitikal atomie absorption spectrometry /London, New-York, Phein. - 1972. - P.259 - 275
Summary Skip O. Butsyak V.
Lviv National University of Veterinary Medicine and biotechnology named after
S.Z. Gzhytskyj
The content of protein and aminoacids composition of biological mass Eisenia foetida, cultivated on substrates with the increased content of heavy metals on the background of zeolite action.
It was investigated the influence of zeolite flaer on the content of common protein and aminoacid content of biological mass Eisenia foetida cultivated on substrates with the increased content of heavy metals.
Key words: Eisenia foetida, protein content, aminoacid content, substrate, vermiculture, zeolite, heavy metals.
Рецензент - к.б.н., доцент Турко 1.Б.
289
